[实用新型]新型魔方

说明书

本实用新型为智力玩具。

目前已有的魔方是匈牙利的爱尔诺·鲁毕克教授于1974年发明的。一个通过转动，6面可以还原为单一颜色的鲁毕克魔方，其图案组合数有4300亿亿之多，这一求值的计算是依据鲁毕克魔方所具有的“边块排列规则”、“角块排列规则”和“排列的偶性规则”得出的。鲁毕克魔方角块通过魔方转动能够构成的图案组合求用数字表示为8！×3⁷。

由于新型魔方的结构特点，鲁毕克魔方所具有的“角块排列规则”已不能用于新型魔方。

本实用新型提供的新型魔方其目的是提高现有魔方的图案组合数，使得新型魔方的规律更加隐含，更加变换无穷，开发智力，增加趣味性。

本实用新型是在鲁毕克魔方的基础上，改变角块的结构，新型魔方主要是由边块，角块，中心块组成，其特征是：角块（1）内部设有一个可绕轴（2）转动的磁性回转体（3），在与角块（1）接触侧的边块（4）的侧面上装有永磁材料，轴（2）的轴线与魔方空间对角线重合，磁性回转体（3）在外部磁力作用下可绕轴（2）转动或定位，回转体（3）的表面着有不同颜色，角块的三个外表面开有小窗或由透明材料制成。

其原理是：由于磁力作用具有一定的方向性，而且磁力大小与作用距离有关，这样新型魔方角块颜色状态即磁性回转体的转角状态，将受到与角块相邻的3个边块之一控制，（至于受三个边块中那一个的控制，在魔方组装时是随机的）。魔方在转动过程中，当角块转离控制它的那个边块时，角块的颜色状态将发生变化（磁性回转体转动120°），这时角块将受到该次转动中与该角块无相对运动的2个边块之一控制，至于受这2个边块中那一个的控制，与魔方该次转动的转动方向有直接关系，这样新型魔方通过一组转动，可以改变任一个角块的方向，并且不影响其余部分的状态，使新型魔方角块通过转动构成的图案组合数为8！×3⁸－K。

K的意义：由于8个角块中各磁性回转体都只有一个磁力作用方向，若使这8个磁力作用方向在三维空间的6个方向上（＋x、－x、＋y、－y、＋z、－z）均有分布，那么新型魔方通过正常转动是不能实现的，K就是这种不可能状态下，角块能够构成的图案组合数。

由于计算上有一定难度尚给不出K的具体数值，但通过随机试验分析，K值要比鲁毕克魔方角块能够构成的图案组合数小得多，即可以认为：

K＜＜8！×3⁷

这样新型魔方的图案组合数将接近于鲁毕克魔方图案组合数的3倍。

新型魔方在6面均为单一颜色的状态下，8个角块上的磁力作用方向只要不分步于三维空间的6个方向上（＋x、－x、＋y、－y、＋z、－z可以分布5、4、3或2个方向上）即可以认为是按常规概念可以还原的魔方，显然满足这一条件的新型魔方通过改变磁力作用方向在磁性回转体上的位置或磁性回转体表面颜色与磁力作用方向间位置，可以作出外观相同，还原方法不同的很多派生品。

新型魔方作为一种智力玩具与鲁毕克魔方相比较具有如下特点：

（1）由于魔方在转动过程中，角块的颜色将发生变化，而且这种变化与转动方向有关，这就使得新型魔方的规律更加隐含。

（2）可以做出数目庞大，外观相同，解法各异的派生品。

（3）图案的组合数较鲁毕克魔方有成倍增加，估算值在10000亿亿以上。

附图说明：

附图为新型魔方结构示意图

（1）角块（共8块）；（2）轴；（3）回转体；（4）边块；（5）魔方空间对角线。